Определение механических характеристик и свойств материала при одноосном растяжении

 

 

МЕНЕДЖМЕНТ

 

Методические рекомендации

по выполнению курсовой работы для студентов очного и заочного отделения

 

Печатается в авторской редакции

 

 

 

 

 

Российский государственный социальный университет

(филиал РГСУ в г. Тольятти)

 

Предлагает: Световозвращатели – Подвески

 

Цена: 70-75рублей

НОВИНКА!!! Изделия на заказ с нанесением Вашего логотипа: от 500шт.

 

Световозвращающие браслеты:

Цена: 100 рублей

Световозвращающая лента для маркировки:

Изготовлены по уникальной Европейской технологии, с использованием специальных световозвращающих пленок повышенной яркости 3M ScotchliteTM. Ношение световозвращателей способствует предотвращению ДТП в темное время суток. Свет фар автомобиля, попадая на световозвращатель, отражается в направлении источника света. Таким образом, пешеход, имеющий световозвращатель, заметен водителю на расстоянии 250-400 метров.

Контактный телефон: 8 981 554 69 57

E-mail: novik500@mail.ru

 

Лабораторная работа

Определение механических характеристик и свойств материала при одноосном растяжении

 

Работу выполнили

Студенты гр. ПКМ-10-2

Аэрокосмического факультета:

С.В. Ветошкин

А.М. Брезгина

Л.Ф. Бакиева

К.Л. Глухова

К.Д. Обирин

 

Проверил:

Доцент А. В. Зайцев

 

Пермь 2012

Цель:

Определение деформационных и прочностных свойств бериллиевой бронзы при испытаниях стандартных образцов на одноосное растяжение.

Задание:

Экспериментально определить модуль Юнга (Е), предел прочности (σ_В), предел текучести (σ_т), условный предел текучести (σ_0.5), предел пропорциональности (σ_пр), относительное удлинение в момент разрыва (δ_к), локальное утонение (ψ_к).

Исходные данные:

Стандартный образец из бериллиевой бронзы, стандартной геометрии:

 

 

d₀=6.2 мм, l₀ =61,2 мм

Инструменты и оборудование:

Линейка, штангенциркуль, разрывная машина МИ40КУ.

Теоретический материал:

Согласно определению, нормальное напряжение определяется следующим образом:

, (1)

где N – нормальная сила, а F – площадь поперечного сечения стержня. Размеры растянутого стержня меняются в зависимости от величины приложенных сил. Если до нагружения стержня его длина составляла l, то после нагружения она станет равной l+Dl. Величина Dl – это абсолютное удлинение стержня. Будем считать, что абсолютное удлинение и деформации связаны только с напряжениями, возникающими в стержне.

Поскольку у нагруженного стержня напряженное состояние является однородным, и все участки стержня находятся в одинаковых условиях, деформация e по оси стержня остаётся одной и той же, равной своему среднему значению по длине l:

. (2)

Эта величина – относительное удлинение стержня.

В пределах малых удлинений справедлив закон Гука, который устанавливает прямую пропорциональность между напряжениями и деформациями:

(3)

 

Величина E представляет собой коэффициент пропорциональности, называемый модулем Юнга (модулем упругости первого рода). Возвратимся к выражению (4) и заменим в нём s на , а e на . Тогда получим:

.

 

Абсолютное удлинение стержня на длине l будет равно:

 

. (4)

 

Если стержень нагружен только по концам, нормальная сила N=P не зависит от z. Кроме того, если стержень имеет постоянную площадь поперечного сечения, то из выражения (5) получаем:

 

. (5)

Чтобы дать количественную оценку свойствам материала, имея диаграмму растяжения P=f(l), нужно перестроить данную диаграмму в координатах  и . Для этого уменьшим в F раз ординаты и в l раз абсциссы, где F и l – соответственно площадь поперечного сечения и длина образца до нагружения. Так как эти величины постоянны, то диаграмма =f() имеет тот же вид, что и диаграмма растяжения, но будет характеризовать уже не свойства образца, а свойства материала.

Следует сказать о характерных точках на диаграмме и дать определения соответствующих величин:

- s_п – предел пропорциональности (наибольшее напряжение, до которого материал следует по закону Гука);

- s_у – предел упругости (наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций);

- s_0.5, - Условный предел упругости ( Для материалов, не имеющих площадки текучести, в качестве предела текучести условно принимается напряжение, при котором остаточные деформации составляет 0.5% от первоначальной длины образца .)

- s_т – предел текучести (напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки);

- s_в – предел прочности (отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его начальной площади поперечного сечения);

- d% - удлинение при разрыве (величина средней остаточной деформации, которая образуется к моменту разрыва на определённой стандартной длине образца):

 

, (6)

 

где l₀ – стандартная длина l₀=10d либо l₀=5d (d – диаметр образца).

Далее на рисунке (Рис. 2) схематично показано устройство разрывной машины.

Рис. 2. Схема разрывной машины

Размеры после испытания

l1,мм	l2, мм	L3, мм	d 1, мм	d 2, мм	d 3
101,5		80,5		4,3	3,7